Обычно именуемая: «набивная бетонная свая с извлекаемой из грунта оболочкой» (она же частотрамбованная свая), предполагает в процессе установки вбивание в грунт стальной трубы. Труба массивного сечения забивается до нужной глубины. Затем внутрь вставляют арматурный каркас и заполняют пространство бетоном. Извлечение трубы выполняется непосредственно в процессе укладки бетона или после. Для других типов свай тонкие стальные оболочки (сборные железобетонные оболочки) забиваются с помощью внутренней оправки. Тут бетон с армированием (или без) помещается в постоянные оболочки после извлечения оправки. Главное преимущество забивных свай - это простое регулирование длины в соответствии с нужным заглублением.
Частотрамбованные сваи особенности технологии
Здесь труба погружается только на глубину, какую допускают условия грунта. В зависимости от типа оболочек, длину частотрамбованной сваи допустимо регулировать. Для этого достаточно добавить или убрать короткие элементы, составляющие оболочку в целом.
Частотрамбованные трубчатые сваи характеризуются наиболее экономичным типом строительных элементов наземных сооружений. В условиях, благоприятных для применения таковых, когда требуемая глубина погружения находится в пределах возможностей сваебойной установки по выемке трубы, монтаж получается экономичным.
Также экономически выгодной видится установка, когда отсутствуют ограничения по вспучиванию и вибрациям грунта. Любой другой тип забивных или буронабивных свай обходится строителям дороже.
Следует отметить ещё одно преимущество, которым обладают не все типы свай-оболочек. Этим преимуществом является возможность сформировать увеличенное основание на нижнем конце сваи. Однако внедрять не обсадные полностью трубы для всех форм набиваемых свай запрещено, если грунт составляют:
- мягкие и твёрдые глины,
- рыхлые и средней рыхлости грунты,
- плотные пески,
- плохо уплотнённые насыпи и торфяники.
Эти ограничения появились по результатам неудачного монтажа, когда в процессе вытягивания обсадной трубы, вытягивается не застывший до конца в стволе бетон. На практике применяют различные методы, чтобы устранить проблему. Например, перед заливкой бетона вставляют постоянные облегчённые стальные оболочки.
Выдвижные (съёмные) свайные трубы
Способы установки забивных и набивных свай, по сути, одинаковы. Для поддержки и направления выдвижной свайной трубы служит сваебойная установка на гусеничной или роликовой раме, конструкцию которой дополняют:
- мачты,
- поводки,
- лебёдки.
Свайная труба имеет толстостенное сечение, нижний конец закрыт расходной стальной пластиной. Труба приводится в движение сверху с помощью простого механизма - падающего молота, дизельного двигателя или вибромолота.
При достижении необходимого уровня схождения, заданного расчётом или определяемого измерениями сопротивления движению, молот приподнимают и на всю длину трубы опускают арматурный каркас.
Затем через бункер внутрь трубы помещают рабочий самоуплотняющийся бетон и трубу поднимают тросом, приводимым в действие свайной рамой. Допускается полное заполнение трубы бетоном перед подъёмом. Тогда подъём выполняется поэтапно, чтобы снизить риск остатка бетона внутри.
Длина сваи, однако, ограничивается способностью буровой установки на выемку приводной трубы. Это ограничение длины составляет примерно 20-30 метров. Обычно здесь применяется внутренний падающий молот, воздействующий на гравийную пробку в нижней части.
Приводную трубу опускают заглушкой до полного достижения требуемого уровня зацепа. При этом удержание от дальнейшего проникновения осуществляется с помощью верёвочного захвата. Затем гравийную пробку и порции сухого бетона выбивают, чтобы сформировать «луковицу» (увеличенное основание сваи).
Далее вставляется арматурный каркас и порциями укладывается полусухой бетон по мере поэтапного вытягивания приводной трубы. После каждого этапа извлечения бетон уплотняется внутренним молотом. Эта методика Франки (Franki) допускает выбивание гравийной пробки на нескольких промежуточных этапах. Применяется для очень мягких глин, способных продавливаться внутрь при извлечении трубы.
Частотрамбованная свая + особенности работы
Когда устанавливается частотрамбованная свая, рекомендуется применять арматурный каркас по всей длине. Это своего рода полезный индикатор возможных нарушений целостности ствола сваи, вызванных изгибом и подъёмом бетона при извлечении трубы.
Проблема выдавливания внутрь мягких глин и торфа или выпучивания стволов частотрамбованных свай от давления жидкого бетона в этих грунтах, является общей для монолитных свай как забивного, так и буронабивного типа.
Одним из способов решения этой проблемы является использование постоянной облицовочной трубы из лёгкой стали для свайного ствола. Однако извлекать следует осторожно, чтобы предотвратить подъём постоянного хвостовика вместе с трубой.
Даже небольшой подъём чреват появлением поперечных трещин значительной ширины на свайном стволе. Этот казус приводит к чрезмерной осадке свайного оголовка под рабочей нагрузкой. Проблема осложняется на длинных частотрамбованных сваях, когда гибкая облицовочная труба имеет тенденцию сгибаться и застревать в приводной трубе.
Кроме того, там, где частотрамбованные сваи забиваются группами, пучение грунта способно поднять облицовочные трубы, посаженные на необлицованной части ствола. Извилистости и заклинивания постоянного вкладыша, как правило, устраняют прокладками из губчатой резины.
Допустимые напряжения на стволах частотрамбованных свай определяются необходимостью использования легко удобоукладываемых самоуплотняющихся смесей с осадкой в пределах 100-175 мм. Также учитывается возможный дефект бетона, укладываемого в условиях отсутствия видимости. Обычно принимается кубическая прочность на сжатие в диапазоне 21-30 Н/мм2. При таких значениях актуальной становится:
Более высокие диапазоны, указанные в таблице, следует использовать осторожно, особенно для сложных грунтовых условий. Расстояние между стержнями арматурного каркаса должны обеспечивать достаточное пространство для протекания бетона. Стержни диаметром 5 мм в виде спирали или плоские стальные обручи бокового армирования не следует располагать по центрам ближе 100 мм.
Как забивается частотрамбованная строительная свая?
Когда забивается частотрамбованная свая, обычно используют дизельный или гидравлический молот для забивания трубной оснастки, закрытой на конце незакреплённой пластиной. Вибрационный блок крепится к верхнему трубному концу и предназначен для извлечения после укладки бетона. Этот метод позволяет сформировать увеличенное основание применением молота для выбивания заряда бетона через нижний конец.
Тут частотрамбованная свая формируется диаметром ствола 350-600 мм. Наконечник бура со спиральной резьбой крепится штыковым соединением к нижнему концу свайной оснастки. Наконечник вращается гидравлическим двигателем на свайной раме и одновременно прижимается гидроцилиндрами. По мере достижения уровня основания, внутрь трубной области помещают арматурный каркас и льют бетон, который затем извлекают.
Есть примеры для мягких глин, когда используется резьбовое сверло, но трубная оснастка остаётся в деле. Такой вариант позволяет избежать «перекоса» частотрамбованной сваи. Метод актуален для условий малой высоты, например, для подкрепления фундамента.
Что касается практики под вибромолот, в этом случае используется метод уплотнения бетона путём поочередных ударов молота вверх и вниз по трубной обечайке. Удар молота вверх воздействует на звенья, прикрепленные к трубным выступам сверху. Эти действия сопровождаются подъёмом, открывая путь выхода бетону.
При ударе вниз бетон уплотняется грунтом. Удары производятся быстрой последовательностью, за счёт чего бетон сохраняется «живым», предотвращается закупорка трубной области.